历史编译稿：本文保留原稿的科学人物叙事。英文资料来源为Famous Scientists；具名作者及译者未能从导出稿中核实，原发表日期待核实。
20世纪初期，涌现了无数才华卓绝的科学家，他们共同交流、探讨，人类对物理学的认知逐渐清晰与完善。与此同时，第一次世界大战的爆发，战争的硝烟，一度遮蔽了璀璨的星空。
英国物理学家詹姆斯·查德威克（James Chadwick）同样是战争的受害者之一。随着一战的爆发，英国与德国成为敌对国，正在德国柏林访问的詹姆斯·查德威克也不幸成为了俘虏营的一员。这位年轻的物理学家即使深处险境，仍然对物理研究念念不忘，在德国科学院的帮助下，詹姆斯·查德威克在俘虏营中搭建了自己的实验室，继续原子核物理的相关研究。
残酷的战争不能阻挡他对科研的决心，詹姆斯·查德威克也终于迎来了属于自己的荣光。1935年，因“发现中子的杰出贡献”，詹姆斯·查德威克被授予该年度的诺贝尔物理学奖！
战火下的艰难研究路
1891年10月20日，詹姆斯·查德威克（James Chadwick）出生于英格兰小镇博林顿。
他的父母分别是铁路仓库保管员Joseph和家庭佣人Anne。11岁时，詹姆斯考入了著名的曼彻斯特文法学校。不幸的是，他的父母经济条件窘迫，无力支付昂贵的学费，因此，詹姆斯选择在曼彻斯特中央男子文法学校接受教育。他最喜欢的科目是数学和物理，16岁时，詹姆斯获得了曼彻斯特维多利亚大学（现曼彻斯特大学）的奖学金。
詹姆斯·查德威克原本想要主修数学，但入学面试时一位物理学家误以为他对物理学感兴趣。查德威克不好意思反驳他，因此最终选择了物理专业！
1908年，17岁的查德威克进入大学就读。19岁时，查德威克进入欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）的实验室从事相关研究。在查德威克进入大学的那一年，因为证明了“放射性是原子的自然衰变”，卢瑟福被授予了该年度的诺贝尔化学奖。
查德威克成功地完成了他的项目，于1911年顺利毕业，并被授予一等荣誉物理学学士学位。这三年里，查德威克的经济状况非常艰难—他总是吃不上午饭，因为他的生活费太少了。毕业后，查德威克继续留在卢瑟福的实验室工作，直到1912年，21岁的他被授予物理学硕士学位。
获得奖学金后，查德威克前往德国柏林，在汉斯·盖革（Hans Geiger）的实验室工作。和卢瑟福一样，盖革同样从事放射性领域的研究—他发明了可以被用来检测辐射水平的盖革计数器。
不幸的是，1914年第一次世界大战爆发时，查德威克还留在柏林。他被关押在柏林西部的一个集中营，直到1918年战争结束。
1919年，28岁的查德威克重新回到欧内斯特·卢瑟福身边，攻读博士学位。卢瑟福当时被任命为卡文迪许实验室物理教授，该实验室的第一任主任（物理教授）是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）。
1921年，查德威克因其发表的一篇关于原子序数和核力的论文而被授予博士学位。
原子核物理的伟大发现：中子
1923年，32岁的查德威克成为卢瑟福在卡文迪许实验室的助理研究主任，继续从事原子核的相关研究。
当时，大多数研究人员认为原子核内外都有电子。例如：碳原子的原子核内包含12个质子和6个电子，因此它的电荷量为+6；围绕原子核的是另外6个电子，因此原子的总电荷量为0。
但是，卢瑟福、查德威克和其他一些科学家相信，原子核中可能存在不带电荷的粒子。
20世纪20年代，查德威克利用业余时间在实验室里进行了各种尝试，试图找到这些中性（不带电荷）粒子，但都没有成功。然而，查德威克越来越确信中性粒子—“中子”的存在，虽然他没有可以证明“中子”存在所需的证据。
1932年初，查德威克得知弗雷德里克·约里奥-居里和艾琳·约里奥-居里夫妇（Frederic and Irene Joliot-Curie）刚刚在巴黎完成了一项工作：他们利用伽马射线成功地将质子从蜡样品中射出。查德威克对此不以为然，他认为伽马射线的威力不足以做到这一点。然而，质子受到足够能量的撞击就可以被喷射出来的实验结果是令人信服的。
伽马射线源是放射性元素钋。查德威克认为，约里奥-居里夫妇所做的实验中被伽马射线射出的质子，实际上正是被他正在寻找的粒子—中子击中的。
查德威克在卡文迪许实验室开始了疯狂的实验：他用钋作为中子的来源（他认为是这样的）轰击蜡样品，测定从蜡样品中射出的质子的质量。
实验证明：如果质子受到了质量相近的中性粒子的撞击，它的表现就会与中性粒子完全相同。查德威克发现了“中子”！
此后不到两周，查德威克向著名的科学杂志《自然》投稿，宣布中子可能存在。查德威克并不认为自己发现了一种新的基本粒子。他认为中子是由质子和电子组成的复合粒子。
1935年，詹姆斯·查德威克因“发现中子”而被授予该年度的诺贝尔物理学奖。
原子弹的诞生与应用
中子的发现极快地加速了科学的进程，因为中子可以与原子核碰撞。一些中子会嵌入原子核，增加原子核的质量，而自然β衰变（电子从原子核中发射）又可以将中子转化为质子。由于元素的种类是由质子数决定的（氢为1，氦为2，锂为3，铍为4，硼为5，碳为6，氮为7，氧为8等等），这使得科学家们能够在实验室中制造出新的、更重的元素。
这也意味着利用中子在原子裂变过程中分裂重原子所产生的巨大能量，使原子弹与核电站的建造成为了可能。
1935年，在被授予诺贝尔奖之前，查德威克接受了利物浦大学里昂-琼斯物理学讲座的邀请，开始了新的研究工作。在利物浦，查德威克成立了一个核物理小组，由于相关实验需要一台回旋加速器/粒子加速器/原子粉碎机，但利物浦大学无法承担这一笔费用，查德威克用部分诺贝尔奖金为该小组提供了科研经费。
1939年，也就是第二次世界大战爆发的那一年，英国政府询问查德威克有关原子弹制造的问题。他回复说：这是可能的，但并不容易。
一些大学对此展开了初步研究。查德威克所在的实验室工作条件十分艰苦，利物浦附近经常遭到德国空军的袭击。尽管轰炸不断，但1941年春，查德威克的研究小组还是发现：铀-235的核爆临界质量约为8千克。
1941年夏天，查德威克撰写了一份总结报告，介绍了英国大学开展的所有原子弹研究工作。1941年秋天，美国总统罗斯福阅读了这份报告，并决定在国内投入数百万美元进行原子弹研究。
1943年底，查德威克前往美国参观曼哈顿计划的相关设施。他是世界上仅有的三位可以参观美国所有原子弹研究、数据和生产工厂的人之一：另外两人是曼哈顿项目主任莱斯利·格罗夫斯（Leslie Groves）少将和格罗夫斯的副手托马斯·弗朗西斯·法雷尔（Thomas Francis Farrell）少将。
1944年初，查德威克带着妻子和孩子搬到了曼哈顿计划的主要研究中心洛斯阿拉莫斯。
当美国和英国政府同意对日本使用原子弹时，查德威克就在现场。1945年7月16日，查德威克在特尼狄核电站参与了人类史上的第一次核试验，目睹了世界上第一颗原子弹被引爆的过程。
1945年，英国政府授予詹姆斯·查德威克爵士称号，以表彰他在战时做出的贡献。1946年，美国政府授予他功勋奖章。
1974年7月24日，詹姆斯·查德威克溘然长逝，享年82岁。
充满戏剧性的是，在中子被成功发现之前，曾有数位科学家捕捉到了它的踪迹又与它失之交臂。
1932年，伊雷娜·约里奥-居里与弗雷德里克·约里奥研究铍产生的穿透性辐射，发现它能从石蜡等含氢物质中打出高速质子。他们当时把该辐射解释为伽马射线，这一实验为中子的发现提供了关键线索。
1930年，德国物理学家瓦尔特·博特（Walther Bothe）发现用α粒子轰击铍所产生的射线，是一种全新的，比伽马射线具有很强穿透力的高能射线。这一结果直接促成了中子的发现！
2年后，中子就这样被发现了！从战火中走来的詹姆斯·查德威克，解决了理论物理学家在原子研究中遇到的难题，完成了原子物理研究上的一项突破性进展，推动人类进入利用原子能的崭新时代！
原文链接：
https://www.famousscientists.org/james-chadwick/
资料来源：《Famous Scientists》
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编辑说明
编辑说明：末尾对约里奥-居里实验的年代和内容按查德威克1932年原始报告作最小更正：关键证据是铍辐射从含氢物质中打出高速质子，而非原稿写的重核排斥α粒子。研究经历及其它原图注保留。
补充参考资料
Chadwick 1932：Possible Existence of a Neutron
来源与编辑记录
根据博士科普公众号完整历史文章导出恢复。
校订说明：编辑说明：末尾对约里奥-居里实验的年代和内容按查德威克1932年原始报告作最小更正：关键证据是铍辐射从含氢物质中打出高速质子，而非原稿写的重核排斥α粒子。研究经历及其它原图注保留。
